激光切割金属切面底部有毛刺

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2025-12-15 14:38

我们通常根据浮渣去除的难易程度将其分为两大类。

激光切割

类型一:低速浮渣(过燃)
外观: 底部边缘悬挂着沉重的球状、珠状液滴,切面可能看起来粗糙或褪色。
特点: 非常硬,感觉就像焊在零件上了,用普通的刮刀刮不下来,需要用砂轮机或锤子。
原因: 温度过高。 输入到金属片上的能量超过了熔化金属所需的能量,过剩的热量会熔化周围的材料,导致切口扩大。由于孔洞过大,气体压力下降,大量的熔池向下滴落并凝固。

类型二:高速浮渣(阻力)
外观: 锋利、纤细、锯齿状的冰柱。切割边缘常伴有“拖曳纹”(条纹),这些纹路向后弯曲,与冰柱移动方向相反。
特点: 粘性强,但有时易碎。在不锈钢表面,它非常锋利。
原因: 加热不足(或时间不够)。 激光束的移动速度比熔体完全液化并喷射的速度快,导致激光束“滞后”。切割底部接收的能量不足以保持液态,因此会被“拖拽”并冻结,无法被气体排出。

速度变量——油门踏板
速度是热量输入的主要控制因素。在排查切削底部毛刺时,速度通常是我们调整的第一个参数。

“最佳点”逻辑
以切割2mm 不锈钢 含氮 为例

速度 100%(最佳): 激光熔化钢材,氮气瞬间将其吹灭。边缘非常干净利落。
速度 80%(太慢): 激光束在同一位置停留时间过长,导致金属过热,气体变得湍流。结果: 第二类浮渣。
速度 120%(太快了): 激光束快速掠过。薄片底部0.5毫米处能量不足,保持半固态且粘稠的状态。结果: 第二类浮渣。

如何调整速度
不要猜测,进行“速度阶梯测试”。

1、用5条直线画一个简单图形。
2、为每条线指定不同的速度:当前设置的 80%、90%、100%、110%、120%。
3、切割操作。
4、检查底部。
如果慢速线路中有大量杂质,而快速线路中有大量杂质,那么你的“最佳钓点”就在中间。
如果所有线条中有浮渣,你的问题不是速度——而是焦点或喷嘴。

功率变量——热机
激光功率(占空比)与速度密切相关。不能简单地将功率“调到最大”就期望获得良好的切割效果,尤其是在切割中等厚度的碳钢时。

占空比陷阱
当用氧气激光切割钢(碳钢)时,我们依靠放热反应。铁会自行燃烧。

如果你使用 100% 功率在边角或复杂细节处,会引发“热失控”。反应温度过高,金属沸腾,底部就会形成巨大的、硬硬的毛刺。
修复: 你必须降低占空比或使用脉冲调制 在边角处,通过脉冲式激光(快速开启/关闭),可以降低平均热输入,使熔渣在熔化到边缘之前清除。

粘度和温度
对于氮气切割(不锈钢/铝),高功率通常是OK的,因为它降低了熔融金属的粘度。

更热的金属=更稀薄的液体=更容易被吹走。
如果你用氮气切割的底部有毛刺,试着增加功率(如果你还没有达到100%)。更热的熔池流动更快,减少了它粘在底部边缘的机会。

焦点位置
你可以拥有完美的速度和力量,但如果你的焦点位置不对,你就永远无法获得干净的边缘。这是持久毛刺最常见的技术原因。

理解“腰”
激光束会聚到一个小点(腰部),然后发散(扩散)。

焦点零:在表面上。
聚焦负面:材料内部。
聚焦积极:在材料之上。

浮渣
焦点过高(正):材料内部的光束点太宽。能量密度下降。切口变宽,但切口底部是“冷的”。金属在底部出口处没有完全熔化。
结果:难以去除的重浮渣。
焦点过低(负):光束底部很紧,但顶部的切口(切割宽度)非常窄。
结果:狭窄的开口阻碍了气流。有足够的热量熔化金属,但没有足够的气体体积将其推出。浮渣被困在里面。
调整策略:

如果有浮渣,请以0.5mm的增量调整焦点。

对于碳钢(氧气):尝试提高焦点(更积极)打开切口,以获得更好的气流,但不要太高,以免失去熔化能力。
对于不锈钢(氮气):尝试降低焦点(更负),以确保最大功率密度更接近板材底部,有助于蒸发出口毛刺。

喷射系统——气体压力和喷嘴
激光将其熔化;气体会移动它。如果你的气体系统较弱,熔体就会保持原位。

1、喷嘴定心
这一点至关重要。如果你的激光喷嘴偏离中心0.5毫米,气流就会撞击切口壁的一侧。
外观:零件一侧的切口底部会有毛刺,但另一侧是干净的。
修复:执行“胶带拍摄”,并将喷嘴完美居中。

2、气体压力(力)
氮气切割:需要高动能。如果你用10bar 切割3毫米的不锈钢,你会有毛刺。把它调到18-20bar。你需要气体的强力才能把熔融金属从边缘剪下来。
氧气切割:需要低压(0.6-1.0bar)。过大的压力会产生湍流,从而冷却化学反应并导致混乱的浮渣。如果低碳钢上有浮渣,试着稍微降低压力以使流动平稳。

3、喷嘴状况
损坏的喷嘴尖端会产生湍流。如果圆形孔口上有一个缺口或一块熔渣,气流会燃烧出来,而不是直接向下喷射。这种压力损失会导致立即形成浮渣。切勿使用损坏的喷嘴进行切割。

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